盾構(gòu)法施工地鐵隧道的防水堵漏技術(shù)模板

1、盾構(gòu)法施工地鐵隧道的防水堵漏技術(shù)鐵工 1401班第 2組組長(zhǎng)：常博組員:趙 昶郭相凱王同祥劉鵬袁自程目 錄221323344757718289第1頁共9頁摘 要 介紹國(guó)內(nèi)外盾構(gòu)法隧道防水堵漏的技術(shù)方法， 分析隧道滲漏水的機(jī)理，總結(jié)盾構(gòu)法隧道防水堵漏技術(shù)措施， 以及一些常見問題及其應(yīng)對(duì)措施。關(guān)鍵詞 城市地鐵 防水技術(shù) 隧道防水 隧道堵漏一、 國(guó)內(nèi)外隧道建設(shè)及防水情況國(guó)內(nèi)外已建成大量地鐵、 隧道，逐步形成了較成熟的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算理論與工程實(shí)踐體系， 但是在隧道及地下工程的防水方面認(rèn)識(shí)則相對(duì)落后。地鐵不可避免地要經(jīng)過含水量較高的地層(如上海地鐵所處地層大多為飽和含水軟粘土層)，所以必將受到地下水的有害

2、作用。如果沒有可靠的防水、堵漏措施，地下水就會(huì)侵入隧道，影響其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與附屬管線，乃至危害到地鐵的運(yùn)營(yíng)安全和降低隧道使用壽命。盾構(gòu)隧道滲漏水的位置是管片的接縫、管片自身小裂縫、 注漿孔和手孔等。其中以管片接縫處為防水重點(diǎn)。通常接縫防水的對(duì)策是使用密封材料，以西德為代表的歐洲方面，采用非膨脹合成橡膠，靠彈性壓密，以接觸面壓應(yīng)力來止水，以耐久性與止水性見長(zhǎng)。以日本為代表的方面，則采用水膨脹橡膠，靠其遇水膨脹后的膨脹壓止水。它的特點(diǎn)是可使密封材料變薄、施工方便，但耐久性尚待驗(yàn)證。國(guó)內(nèi)主要采用水膨脹橡膠， 并已開始研究開發(fā)水膨脹類材料與密封墊兩者的復(fù)合型。二、盾構(gòu)法隧道的防水設(shè)計(jì)一般而言，盾構(gòu)法隧道防

3、水的原則是“以防為主、多道防線、綜合治理”。盾構(gòu)法隧道防水主要要求是在一定的水壓作用下，除了管片必須具有防水抗?jié)B能力外， 更應(yīng)滿足管片環(huán)縱縫在預(yù)定張開量下的第2頁共9頁防水能力。其防水施工的內(nèi)容主要包括：管片自防水、管片外防水涂層、管片接縫防水 (彈性密封墊防水、嵌縫防水、螺栓孔防水、二次襯砌防水）、注漿防水、滲漏處理 (盾尾充填注漿等 )。1、管片結(jié)構(gòu)的自防水管片結(jié)構(gòu)自防水是防水的根本， 只有襯砌管片混凝土滿足自防水的要求，隧道的防水才有了基本保證。因此，管片結(jié)構(gòu)的自防水是盾構(gòu)法隧道防水的首要措施， 在設(shè)計(jì)和施工中，主要通過滿足管片混凝土的抗?jié)B要求和管片預(yù)制精度要求來實(shí)現(xiàn)。盾構(gòu)法隧道襯砌管片

4、多用外加劑防水混凝土， 抗?jié)B可達(dá) S12 以上，滲透系數(shù) K< （1011）cm/s。管片的自防水應(yīng)在管片制作中解決，其主要要求與措施應(yīng)是：(1) 保證強(qiáng)度；(2) 生產(chǎn)時(shí)不允許產(chǎn)生裂縫；(3)限制水泥用量，控制水灰比、坍落度，控制砂石含泥量，添加高效減水劑和活性填桃磨細(xì)粉煤灰、高爐礦碴粉或硅粉 )等外摻劑；(4) 管片采用蒸氣養(yǎng)護(hù)或浸水養(yǎng)護(hù)等；2、管片外防水涂層管片外防水涂層需根據(jù)管片材質(zhì)而定，凡有較深裂紋的管片一般都要增加外防水涂層。對(duì)鋼筋混凝土管片而言，一般要求：涂層應(yīng)能在盾尾密封鋼絲刷與鋼板的擠壓磨損條件下保持完好，不損傷、抗?jié)B水；當(dāng)管片弧面的裂縫寬度達(dá)0.3mm 時(shí)，仍能抗 0

5、.8MPa 的水壓，第3頁共9頁長(zhǎng)期不滲漏；涂層應(yīng)具有防迷流的功能，其體積電阻率、表面電阻率要高：涂層應(yīng)具有良好的抗化學(xué)腐蝕、抗微生物侵蝕能力和足夠的耐久性，且無毒或低毒；涂層要有良好的施工季節(jié)適應(yīng)性，施工簡(jiǎn)便，成本低廉。管片外防水涂層，除應(yīng)涂抹于管片背面外，還應(yīng)涂抹在環(huán)、縱面橡膠密封條外側(cè)的混凝土上。 但應(yīng)指出，若管片制作質(zhì)量高，采用抗侵蝕水泥，不做外防水層也是可以的。3、管片接縫防水管片接縫防水是盾構(gòu)法隧道防水的核心， 而管片接縫防水的關(guān)鍵是接縫面防水密封材料的采用及其設(shè)置。管片接縫防水措施主要包括：密封墊防水、嵌縫防水、螺栓孔防水、二次襯砌防水等。(1) 彈性密封墊防水在使用高精度管片的

6、基礎(chǔ)上，采用彈性密封原理、線性密封方式、密封材料預(yù)制成型施工法， 制成具有特殊斷面形式的彈性密封墊。 它通常加工成框形、環(huán)形，套裹在環(huán)片預(yù)留的凹槽內(nèi)，形成線防水。彈性密封墊防水的各種要求： 功能要求短期防水要求密封材料因壓縮產(chǎn)生的接觸面應(yīng)力大于設(shè)計(jì)水壓力；長(zhǎng)期防水要求接觸面應(yīng)力不小于設(shè)計(jì)水壓力；密封墊在設(shè)計(jì)水壓力下允許張開值應(yīng)滿足下式：BD/( min-0.5D)十0十S -（ 1 1）第4頁共9頁式中：-環(huán)縫中彈性防水密封墊在設(shè)計(jì)水壓力下允許的縫張開值(mm)；min-隧道縱向撓曲的最小曲率半徑(mm)；D-襯砌外徑 (mm)；B-管片寬度 (mm)；0 -生產(chǎn)、施工中可能產(chǎn)生的環(huán)縫間隙 (

7、mm)；S -鄰近建筑物引起的接縫張開值 (mm)。 耐久性要求包括防水功能耐久性、耐水性、耐動(dòng)力疲勞性、耐干濕疲勞性、耐化學(xué)腐蝕性等。 密封材料種類可分為單一材料的、 合成材料的及水膨脹的。 現(xiàn)多采用水膨脹橡膠。它大大改善了盾構(gòu)法隧道的防水性，是今后的發(fā)展方向。在設(shè)計(jì)時(shí)必須根據(jù)實(shí)際情況確定合適的膨脹倍率、 膨脹時(shí)間及環(huán)境可能造成的影響。(2) 嵌縫防水嵌縫防水是以接縫彈性密封墊防水作為主要防水措施的補(bǔ)充措施。即在管片環(huán)縫、縱縫的內(nèi)側(cè)設(shè)置嵌縫槽，用止水材料在槽內(nèi)嵌填密實(shí)來達(dá)到防水目的。嵌縫填料要求具有良好的不透水性、粘結(jié)性、耐久性、延伸性、抗老化性，特別要能與潮濕的混凝土良好結(jié)合， 并具有不流

8、墜的抗下垂性，以便在潮濕環(huán)境下進(jìn)行施工。 目前多采用環(huán)氧樹脂、 聚硫橡膠、第5頁共9頁聚氨脂、環(huán)氧焦油等作為嵌縫材料。嵌縫作業(yè)在環(huán)片拼裝完成后過一段時(shí)間才能進(jìn)行， 亦即在盾構(gòu)推進(jìn)力對(duì)它無影響，襯砌變形相對(duì)穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行。(3) 螺栓孔防水螺栓孔防水也是管片接縫防水的一種補(bǔ)充方式。管片拼裝完成后，若管片接縫外側(cè)的防水彈性密封墊止水效果好， 一般不會(huì)從接縫內(nèi)側(cè)的螺栓孔發(fā)生滲漏。但在密封墊失效和環(huán)片拼裝精度差的部位，螺栓孔處會(huì)發(fā)生滲漏，因此，必須對(duì)螺栓孔進(jìn)行專門的防水處理。目前，我國(guó)普遍采用橡膠、 聚乙稀及合成樹脂等做成環(huán)形密封墊圈，靠擰緊螺栓時(shí)的擠壓作用充填到螺栓孔間，以達(dá)到止水的目的。在日本，采用塑

9、料螺栓孔套管進(jìn)行防水，（4）二次襯砌防水在管片的上述接縫防水措施不能完全滿足止水要求時(shí)， 可在其內(nèi)側(cè)再澆筑一層素混凝土或鋼筋混凝土二次襯砌，構(gòu)成雙層襯砌。二次襯砌做法各異，主要有直接在管片內(nèi)側(cè)澆筑混凝土內(nèi)襯砌；在管片內(nèi)表面先噴一層 1520mm 厚的找平層后，粘貼油氈或合成橡膠類防水卷材， 再在防水卷材內(nèi)側(cè)澆筑混凝土內(nèi)襯。 混凝土內(nèi)襯的厚度根據(jù)防水及施工的需要確定， 一般為 150300mm。目前，大多數(shù)國(guó)家都致力于研究解決單層襯砌防水技術(shù)， 逐步以單層襯砌防水取代二次襯砌防水， 從而提高盾構(gòu)法隧道建造的經(jīng)濟(jì)效益。4、注漿防水第6頁共9頁當(dāng)管片脫離盾尾后 , 在土體與管片之間會(huì)形成一道寬度為1

10、15mm 14 0mm左右的環(huán)形空隙。同步注漿的目的是為了盡快填充環(huán)形間隙使管片盡早支撐地層 , 防止地 面變形過大 , 同時(shí)也對(duì)后期運(yùn)營(yíng)時(shí)的滲漏水有很大的作用。在盾構(gòu)法隧道施工中注漿是一道基本程序 , 對(duì)注漿 的控制主要表現(xiàn)在對(duì)注漿量、注漿壓力和注漿材料的控制。 對(duì)注漿工藝也在進(jìn)行不斷的改革和創(chuàng)新。5、盾尾防水密封盾構(gòu)推進(jìn)中 , 拼裝管片是在盾殼的保護(hù)下進(jìn)行的。 為此 ,在盾尾和管片外壁之間間隙中裝有阻擋泥沙密封的盾尾密封裝置。 盾尾密封裝置一般為刷式密封 ,通常設(shè)置 2 或 3 道密封 .密封腔之間應(yīng)該填滿潤(rùn)滑油脂等。提高密封的耐磨性。盾尾密封油脂有密封、防蝕和減少鋼絲刷 (嚴(yán)格說是鋼絲刷

11、與小彈簧鋼片 的組合 )磨損的效果 , 并共同阻擋土層泥砂與盾尾注漿材料 回流。盾尾封油脂應(yīng)具有耐水壓性、耐水沖性、可泵性、 與金屬附著力和保油性等。此外 , 油脂應(yīng)不侵蝕橡膠密封墊 ,不易附著在管片混凝土表面 , 以及設(shè)有難燃型的品種 .此外還必須要求盾尾密封油脂的生物降解性 ,以減少對(duì)環(huán)境的污染。三、盾構(gòu)法隧道的堵漏滲漏水調(diào)查是堵漏過程中的首要環(huán)節(jié)。 調(diào)查的內(nèi)容一般側(cè)重于漏水或漏泥的位置和型式、 混凝土管片的損壞情況等。 主要是查清滲漏水的原因和水的滲入途徑，并由此制定滲漏水治理方案。第7頁共9頁盾構(gòu)法圓環(huán)隧道的滲漏水治理效果很大程度上取決于堵漏作業(yè)人員的經(jīng)驗(yàn)。而缺少嚴(yán)格、 正確的滲漏水調(diào)

12、查也是堵漏失敗的一大原因，這一點(diǎn)必須得到足夠的重視。1、盾構(gòu)法隧道滲漏水的原因(1) 管片壁后注漿的質(zhì)量差、充填不密實(shí)，不能使圍巖和襯砌整體協(xié)調(diào)受力，造成受力不均，局部變形過大，首道防水層失去作用而引起滲漏水。(2) 管片在制作時(shí)養(yǎng)護(hù)不合理、 水灰比過大，出現(xiàn)氣孔和微裂紋。(3) 管片在運(yùn)輸、拼裝中受擠壓、碰撞、缺邊掉角。(4) 遇水膨脹橡膠密封墊粘貼不牢，或過早浸水使膨脹止水效果降低。(5) 管片拼裝質(zhì)量差、螺栓未擰緊，造成接縫張開過大，手孔、注漿孔等薄弱部位封孔質(zhì)量差，螺栓孔未加防水密封墊圈等。2、盾構(gòu)法隧道滲漏水的措施(1) 對(duì)于集中成片滲漏區(qū)，宜利用環(huán)片注漿孔注漿壁后回填。即鉆穿注漿孔

13、，再注入超細(xì)早強(qiáng)水泥漿、有溶性聚氨酯漿液等堵漏。(2) 對(duì)于管片環(huán)縫、縱縫的局部線漏、滴漏，宜采用鉆新孔環(huán)片壁后注漿堵漏。具體方法是：在滲漏嚴(yán)重處先打一小孔，直徑一般為2-3cm，插入塑料細(xì)管引排滲漏水，同時(shí)插入注漿管，向管片壁后壓注水玻璃水泥漿、 聚氨酯漿等材料封堵滲漏水通道。當(dāng)確認(rèn)不滲漏水時(shí)剪斷注漿管，最后用快凝水泥封閉孔及周邊縫。(3) 對(duì)于管片裂縫引起的滲漏水，可根據(jù)裂縫寬度，按如下兩種第8頁共9頁情況處理： 寬度大于 0.2mm 的裂縫應(yīng)先注漿堵漏， 再用氯丁膠乳、 丙烯酸乳液等進(jìn)行表面涂抹封閉裂縫， 這些材料具有很大的彈性、 粘結(jié)性和自身強(qiáng)度，能適應(yīng)裂縫以后的發(fā)展變形。 寬度小于等于 0.2mm 的微裂縫，據(jù)實(shí)踐調(diào)查表明， 在具有一定厚度 (300mm 以上 )和承受的水壓不大時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)影響隧道使用的明顯滲漏；當(dāng)水壓不太大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)潮濕裂縫或輕微滲漏水，這時(shí)混凝土的裂縫具有自愈能力，同時(shí)滲漏水對(duì)鋼筋銹蝕影響也不明顯。因此，處于地下水中的混凝土裂縫的允許寬度， 其